TW201338661A - 高效率載板及其製作方法，暨使用該高效率載板之ｌｅｄ光源結構 - Google Patents

Abstract

一種高效率載板及其製作方法，暨使用該高效率載板之LED光源結構，係對二面分別設有一第一導電層及一第二導電層之一PCB板上，依序經過鑽孔、施作保護層(乾膜)、第一次電鍍、研磨整平、圖案蝕刻、壓合一環形上蓋及第二次電鍍，而形成一高效率載板；再者，該高效率載板結合一LED晶片封裝後而能形成一LED光源結構，其不僅能夠增加散熱效果，且該LED晶片係經過墊高設置後，亦能加大發光時的光線發散角度。

Description

高效率載板及其製作方法，暨使用該高效率載板之LED光源結構

本發明係屬於LED光源所使用的載板製造領域，尤指一種高效率載板及其製作方法，暨使用該高效率載板之LED光源結構。

一般LED光源所使用的載板，係作為溝通LED晶片與一電路板的中間產品，通常這類載板係依據線路布局設計而設置有一電性迴路及複數個電連接部，供以連接該LED晶片與該電路板，其目的係用來確保該電性迴路的正常運作，以驅動該LED晶片發光。

目前大部分的載板均使用印刷電路板(Printed Circuit Board,PCB)，緣該PCB之製造成本低廉，且其表面本就依據線路布局設計而設有一電性迴路及複數個電連接部，且未設置有該電性迴路及該等電連接部處均布設一防銲油墨層，再將封裝完畢之一發光二極體，以焊接或是表面黏著(SMT)等方式連接於該等電連接部上，而完成整個電路布局，其不僅方便加工，且該PCB之主要材質為塑玻板，其係導電不良體而有良好的電性絕緣效果，因而經常被業界所採用。

然，該PCB本身並不具有導熱性，實際使用時，並無法有效驅散該發光二極體所產生的熱量，造成該光電元件於長時間使用後會發生熱衰現象，而影響到使用時的照明亮度及其壽命。是以，目前已有使用導熱良好的金屬材料作為載板，供以直接承載一LED晶片，而進行打線及封裝，這類載板在使用時要注意電性絕緣的問題；再者，這類載板通常係對應該LED晶片而設置有一環形上蓋而環設於該LED晶片之外圍，供以封閉填充一封裝膠體，但該環形上蓋會造成照明時的死角，甚至影響其照明時的照射範圍。

有鑑於此，本發明之一目的，旨在提供一種高效率載板之製作方法，俾利用下列步驟，而生產出一種具有高導熱效果且可加大光線發散角度的高效率載板。

為達上述目的，本發明之高效率載板製作方法，係針對一PCB板進行加工，該PCB板之二面係分別設有一第一導電層及一第二導電層，其包括：鑽設至少一孔洞於該PCB板上，且該孔洞並未穿透該第二導電層；施作一乾膜於該第一導電層上且不含該孔洞，且進行第一次電鍍以將一第一金屬材料填充設於該孔洞內；去除該乾膜並研磨該孔洞表面之該第一金屬材料，使該第一金屬材料與該第一導電層表面切齊；根據線路設計而於該第一導電層及該第二導電層上分別進行圖案蝕刻，使部分之該第一導電層被移除而留下裸露之該PCB板；壓合一環形上蓋於該第一導電層上，而形成有一封閉區域，供以填充一封裝材料；及進行第二次電鍍，以將一第二金屬材料電鍍設於該封閉區域內部之該第一導電層上，且位於該封閉區域內，該第二金屬材料之高度係與該上蓋切齊。

其中，本發明係採用切削鑽孔或雷射鑽孔其中之一種製造方法，而於該PCB板上鑽設該孔洞，且使該孔洞不會穿過該第二導電層。

其中，該第一導電層及該第二導電層係選自銅箔或銅板其中之一者；且該第一金屬材料及該第二金屬材料均為銅金屬材料，而有較佳的導電及導熱效率。

本發明之次一目的，旨在提供一種利用前述製作方法所製得之高效率載板結構，俾提昇製造良率及大幅提昇後續封裝使用時的高導熱效果且加大光線發散角度等優勢。

為達上述目的，該高效率載板結構係包括：一PCB板，其二面分別設有一第一導電層及一第二導電層，該PCB板上係設有至少一孔洞以及一圖案蝕刻層，該孔洞係穿過該第一導電層及該PCB板，且並未穿透該第二導電層，該圖案蝕刻層係根據線路設計而形成於該第一導電層上；至少一第一金屬材料，填充設於該孔洞內，且該第一金屬材料係與該第一導電層表面切齊；一環形上蓋，設於該第一導電層上而形成一封閉區域；及一第二金屬材料，設於該封閉區域內部之該第一導電層上，且該第二金屬材料之高度係與該環形上蓋切齊。

其中，該第一導電層及該第二導電層係選自銅箔或銅板其中之一者；且該第一金屬材料及該第二金屬材料均為銅金屬材料，而有較佳的導電及導熱效率。

本發明之另一目的，旨在提供一種利用前述高效率載板結構進行封裝而製得之LED光源結構，俾具有使用時的高導熱及加大光線發散角度等優勢。

為達上述目的，該高效率載板的LED光源結構係包括：一PCB板，其二面分別設有一第一導電層及一第二導電層，該PCB板上係設有至少一孔洞以及一圖案蝕刻層，該孔洞係穿過該第一導電層及該PCB板，且並未穿透該第二導電層，該圖案蝕刻層係根據線路設計而形成於該第一導電層上；至少一第一金屬材料，填充設於該孔洞內，且該第一金屬材料係與該第一導電層表面切齊；一環形上蓋，設於該第一導電層上而形成一封閉區域；一第二金屬材料，設於該封閉區域內部之該第一導電層上，且該第二金屬材料之高度係與該環形上蓋切齊；至少一發光晶片，設於該第二金屬材料上，且分別與該第一導電層及該第一金屬材料電性連接；及一封裝材料，設於該封閉區域內且完全包覆該第一導電層、該第一金屬材料、該第二金屬材料及該發光晶片，該封裝材料係形成凸出於該環形上蓋表面之凸透鏡型式。

其中，該第一導電層及該第二導電層係選自銅箔或銅板其中之一者；且該第一金屬材料及該第二金屬材料均為銅金屬材料，而有較佳的導電及導熱效率。

為使　貴審查委員能清楚了解本發明之內容，謹以下列說明搭配圖式，敬請參閱。

請參閱第1、2～7及8圖，係為本發明較佳實施例的步驟流程圖及對應各步驟的狀態示意圖，以及其製造完成之高效率載板的結構示意圖。如圖中所示，本發明之高效率載板製作方法，係針對一PCB板1進行加工，該PCB板1之二面係分別設有一第一導電層11及一第二導電層12，其製作時的操作步驟係包括：

S1：鑽設一孔洞13於該PCB板1上，且該孔洞13並未穿透該第二導電層12。請一併參閱第2圖，本發明係採用一般常見之切削鑽孔或雷射鑽孔其中之一種製造工法，而於該PCB板1上鑽設該孔洞13，且使該孔洞13直接與該第二導電層12相連通。應注意的是，該第一導電層11及該第二導電層12係選自銅箔或銅板其中之一者，銅金屬係具有良好之導熱效果及導電效果。

S2：施作一乾膜2於該第一導電層11上且不含該孔洞13，且進行第一次電鍍以將一第一金屬材料3填充設於該孔洞13內。請一併參閱第3圖，利用該乾膜2有導電不良性，用以包覆該第一導電層11而避免其導電，影響後續電鍍時的效果，且使該第一金屬材料3充分填充於該孔洞13內。應注意的是，該第一金屬材料3係選用與該第一導電層11及該第二導電層12相同之銅金屬材料，使其獲得一致性的導熱效果與導電效果。

S3：去除該乾膜2並研磨該孔洞13表面之該第一金屬材料3，使該第一金屬材料3與該第一導電層11表面切齊。請一併參閱第4圖，去除該乾膜2後，該第一金屬材料3係凸出於孔洞13表面，而利用研磨方式將該第一金屬材料3整平至與該第一導電層11的表面相切齊，該第一導電層11及該第二導電層12係透過該第一金屬材料3相導通。

S4：根據線路設計而於該第一導電層11及該第二導電層12上分別進行圖案蝕刻，使部分之該第一導電層11被移除而留下裸露之該PCB板1。請一併參閱第5圖，其具體實施時，係分別對該PCB板1上方之該第一導電層11及該第二導電層12進行圖案蝕刻，而使該PCB板1形成有至少二個不相連通的導電區域，以供電性連接電路之不同極性。

S5：壓合一環形上蓋4於該第一導電層11上，而形成有一封閉區域，供以填充一封裝材料(圖中未顯示)。請一併參閱第6圖，由於封裝材料(環氧樹脂)係具有一定的流動性，且為了光線的折反射效果，因而設置有該環形上蓋4以形成一封閉區域，避免填充該封裝材料時而無法有效固定其形狀。

S6：進行第二次電鍍，以將一第二金屬材料5電鍍設於該封閉區域內部之該第一導電層11上，該第二金屬材料5之高度係與該環形上蓋4切齊。請一併參閱第7圖，該第二金屬材料5係選用與該第一導電層11相同之銅金屬材料，而能維持其導電效果的一致性，並可利用墊高後的該第二金屬材料5而加大將來設置一LED晶片(圖中未顯示)時的光線發散角度。

承前所述，經過上述製造流程步驟所完成之該高效率載板主要係包括該PCB板1、該第一金屬材料3、該環形上蓋4及該第二金屬材料5。

其中該PCB板1之二面係分別設有該第一導電層11及該第二導電層12，該PCB板1上係設有該孔洞13以及一圖案蝕刻層14(亦即該PCB板1的裸露區域)，該孔洞13係穿過該第一導電層11及該PCB板1，且並未穿透該第二導電層12，該圖案蝕刻層14係根據線路設計而形成於該第一導電層11上。

該第一金屬材料3係填充設於該孔洞13內，且該第一金屬材料3係與該第一導電層11表面切齊。

該環形上蓋4係由不導電材料而製成，且設於該第一導電層11上而形成一封閉區域。

該第二金屬材料5係設於該封閉區域內部之該第一導電層11上，且該第二金屬材料5之高度係與該環形上蓋4切齊，應注意的是，該第二金屬材料5係透過該第一金屬材料3而與該第二導電層12相導通。

請參閱第9圖，係為本發明較佳實施例之LED光源的結構示意圖。如圖中所示，係揭露一種採用本發明之該高效率載板的LED光源結構，除了前述結構外，如該PCB板1、該第一導電層11、該第二導電層12、該孔洞13、該圖案蝕刻層14、該第一金屬材料3、該環形上蓋4及該第二金屬材料5外，並於該第二金屬材料5上設置有一發光晶片6，且分別與該第一導電層11及該第一金屬材料3電性連接，復利用一封裝材料7填充設置於該封閉區域內且完全包覆該第一導電層11、該第一金屬材料3、該第二金屬材料5及該發光晶片6，且該封裝材料7係形成凸出於該環形上蓋4表面之凸透鏡型式，其底部之該第二導電層12則分別用來連接電路之正、負極，而可驅動該發光晶片6發亮，作為一般常見之LED光源結構使用。

綜上，本發明之該高效率載板之製作方法係用來生產出一種高效率載板，而具有高導熱及加大光線發散角度等效果，且於封裝一發光晶片使用後，確實達成其散熱及加大光線發散角度的功效。

惟，以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明實施之範圍，故該所屬技術領域中具有通常知識者，此等熟習此技術所作出等效或輕易的變化者，在不脫離本發明之精神與範圍下所作之均等變化與修飾，皆應涵蓋於本發明之專利範圍內。

S1～S6．．．步驟

1．．．PCB板

11．．．第一導電層

12．．．第二導電層

13．．．孔洞

14．．．圖案蝕刻層

2．．．乾膜

3．．．第一金屬材料

4．．．環形上蓋

5．．．第二金屬材料

6．．．發光晶片

7．．．封裝材料

第1圖，為本發明較佳實施例的步驟流程圖。

第2圖，為對應第一步驟的狀態示意圖。

第3圖，為對應第二步驟的狀態示意圖。

第4圖，為對應第三步驟的狀態示意圖。

第5圖，為對應第四步驟的狀態示意圖。

第6圖，為對應第五步驟的狀態示意圖。

第7圖，為對應第六步驟的狀態示意圖。

第8圖，為本發明較佳實施例之高效率載板的結構示意圖。

第9圖，為本發明較佳實施例之LED光源的結構示意圖。

S1～S6．．．步驟

Claims (10)

1. 一種高效率載板製作方法，係針對一PCB板進行加工，該PCB板之二面係分別設有一第一導電層及一第二導電層，其包括：鑽設至少一孔洞於該PCB板上，且該孔洞並未穿透該第二導電層；施作一乾膜於該第一導電層上且不含該孔洞，且進行第一次電鍍以將一第一金屬材料填充設於該孔洞內；去除該乾膜並研磨該孔洞表面之該第一金屬材料，使該第一金屬材料與該第一導電層表面切齊；根據線路設計而於該第一導電層及該第二導電層上分別進行圖案蝕刻，使部分之該第一導電層被移除而留下裸露之該PCB板；壓合一環形上蓋於該第一導電層上，而形成有一封閉區域，供以填充一封裝材料；及進行第二次電鍍，以將一第二金屬材料電鍍設於該封閉區域內部之該第一導電層上，該第二金屬材料之高度係與該環形上蓋切齊。
2. 如申請專利範圍第1項所述之高效率載板製作方法，係採用切削鑽孔或雷射鑽孔其中之一種製造方法，而於該PCB板上鑽設該孔洞。
3. 如申請專利範圍第1項所述之高效率載板製作方法，其中，該第一導電層及該第二導電層係選自銅箔或銅板其中之一者。
4. 如申請專利範圍第1項所述之高效率載板製作方法，其中，該第一金屬材料及該第二金屬材料均為銅金屬材料。
5. 一種如申請專利範圍第1項所述之高效率載板製作方法所製得之高效率載板結構，其包括：一PCB板，其二面分別設有一第一導電層及一第二導電層，該PCB板上係設有至少一孔洞以及一圖案蝕刻層，該孔洞係穿過該第一導電層及該PCB板，且並未穿透該第二導電層，該圖案蝕刻層係根據線路設計而形成於該第一導電層上；至少一第一金屬材料，填充設於該孔洞內，且該第一金屬材料係與該第一導電層表面切齊；一環形上蓋，設於該第一導電層上而形成一封閉區域；及一第二金屬材料，設於該封閉區域內部之該第一導電層上，且該第二金屬材料之高度係與該環形上蓋切齊。
6. 如申請專利範圍第5項所述之高效率載板製作方法，其中，該第一導電層及該第二導電層係選自銅箔或銅板其中之一者。
7. 如申請專利範圍第5項所述之高效率載板製作方法，其中，該第一金屬材料及該第二金屬材料均為銅金屬材料。
8. 一種使用如第5項所述之高效率載板的LED光源結構，其包括：一PCB板，其二面分別設有一第一導電層及一第二導電層，該PCB板上係設有至少一孔洞以及一圖案蝕刻層，該孔洞係穿過該第一導電層及該PCB板，且並未穿透該第二導電層，該圖案蝕刻層係根據線路設計而形成於該第一導電層上；至少一第一金屬材料，填充設於該孔洞內，且該第一金屬材料係與該第一導電層表面切齊；一環形上蓋，設於該第一導電層上而形成一封閉區域；一第二金屬材料，設於該封閉區域內部之該第一導電層上，且該第二金屬材料之高度係與該環形上蓋切齊；至少一發光晶片，設於該第二金屬材料上，且分別與該第一導電層及該第一金屬材料電性連接；及一封裝材料，設於該封閉區域內且完全包覆該第一導電層、該第一金屬材料、該第二金屬材料及該發光晶片，該封裝材料係形成凸出於該環形上蓋表面之凸透鏡型式。
9. 如申請專利範圍第8項所述之高效率載板製作方法，其中，該第一導電層及該第二導電層係選自銅箔或銅板其中之一者。
10. 如申請專利範圍第8項所述之高效率載板製作方法，其中，該第一金屬材料及該第二金屬材料均為銅金屬材料。